As propriedades antioxidantes de diferentes matrizes alimentares considerando

Atualmente existem vários dados na literatura sobre a capacidade antioxidante de diversos produtos alimentares, especialmente de frutos, e sua respetiva composição em antioxidantes (principalmente compostos fenólicos). No entanto, há falta de dados sobre o estudo dos mesmos parâmetros após o processo digestivo, ou seja, que considere o padrão de libertação dos compostos fenólicos, as alterações que estes sofrem e consequentemente como a digestão influencia a atividade antioxidante. Porém, ainda que escassa, a literatura existente permite uma análise (Pavan, Sancho, & Pastore, 2014).

Um estudo realizado no sentido de melhorar o conhecimento relativo aos processos de absorção de compostos antioxidantes, avaliou extratos de papaia, jaca e anona. Neste âmbito, verificou-se que a atividade antioxidante medida através do método ORAC e TEAC da anona e da jaca aumenta após a digestão e que a da papaia diminui ligeiramente. No caso da jaca é também observado um aumento dos compostos fenólicos o que explica o consequente aumento da atividade antioxidante nesta amostra. Porém, ao contrário do esperado, na anona verifica-se uma diminuição do conteúdo em compostos fenólicos. A explicação para este acontecimento pode residir no facto de a anona ter outros compostos antioxidantes não fenólicos ou na ocorrência de uma mudança na estrutura dos compostos fenólicos avaliados, tornando-os indetetáveis. No caso da papaia e ainda relativamente ao

39

conteúdo em compostos fenólicos totais após a digestão, observou-se uma diminuição no seu conteúdo, tendo-se observado no entanto um aumento no conteúdo em flavonóides. Este facto leva-nos a concluir que os flavonóides são estáveis perante as condições de digestão experimentadas, podendo dever-se à formação de uma ligação que não é hidrolisada pelas enzimas gastrointestinais (Pavan, Sancho, & Pastore, 2014).

Bouayed et al, também realizaram um estudo considerando a influência do processo digestivo nos compostos antioxidantes (compostos fenólicos totais, flavonóides e antocianinas) e na respetiva atividade antioxidante medida pelos métodos FRAP e ABTS, neste caso contidos em quatro variedades de maças (Bouayed, Hoffmann, & Bohn, 2011). Os resultados obtidos nesta matriz indicam que em comparação com a atividade antioxidante nativa das maçãs, determinada por avaliação da atividade antioxidante dos compostos fenólicos extraídos quimicamente desta matriz, a atividade antioxidante após a digestão é mais baixa, tal como o conteúdo em compostos fenólicos (Bouayed, Hoffmann, & Bohn, 2011).

Porém, os compostos fenólicos submetidos ao processo digestivo estão presentes a partir do estômago, indicando que a digestão gástrica liberta os compostos funcionais da matriz alimentar, isto é, torna-os bioacessíveis. Apesar de ser principalmente no estômago que a extração dos compostos fenólicos ocorre, o intestino também tem a capacidade de os libertar pelas enzimas nele presentes (lipases e pancreatina), fazendo com que a extração dos compostos funcionais continue ao longo do trato gastrointestinal. Assim, neste estudo pode-se concluir que os compostos fenólicos das maças estudadas são maioritariamente estáveis ao longo da digestão (Bouayed, Hoffmann, & Bohn, 2011). No entanto, é fundamental considerar que os compostos fenólicos detetados no intestino encontram-se sob duas formas: numa forma livre solúvel e, também, ligados a componentes como proteínas e polissacarídeos, onde apenas a percentagem livre está disponível para ser absorvida (biodisponível) (Bouayed, Hoffmann, & Bohn, 2011).

Um outro estudo investigou a bioacessibilidade de compostos fenólicos da uva. O estudo iniciou-se com a extração química dos compostos fenólicos desta matriz sem os submeter à simulação do processo digestivo. Os resultados obtidos nesta fase, foram considerados como os compostos fenólicos totais, naturalmente presentes na uva. Posto isto, foi, também, realizada uma quantificação em compostos fenólicos totais presentes nas uvas considerando o processo digestivo, para ser possível a comparação do conteúdo em compostos fenólicos antes e após a simulação da digestão. Assim, a comparação dos resultados obtidos, antes e após a simulação do processo digestivo, revelou que a quantidade bioacessível de compostos fenólicos totais, bem como os conteúdos individuais, dos flavonóides e antocianinas, aumenta durante a digestão gástrica, aumentando

40

correspondentemente a atividade antioxidante desta matriz medida através do método FRAP e ABTS. Assim, todos os compostos fenólicos testados foram muito estáveis no meio gástrico, tendo-se concluído que os compostos fitoquímicos antioxidantes são progressivamente libertados da matriz alimentar e disponibilizados para absorção ou para exercer os seus efeitos biológicos diretamente no trato gastrointestinal (Tagliazucchi, Verzelloni, Bertolini, & Conte, 2010).

Porém, relativamente às antocianinas, estas não são detetáveis na digestão intestinal. Pensa-se que sejam degradadas na passagem do meio ácido do estômago para o meio alcalino do intestino. Tal é concordante com os resultados obtidos em diversos estudos que relatam a sensibilidade das antocianinas em pH neutro ou ligeiramente alcalino. Mas relativamente aos restantes compostos fenólicos, estes demonstraram ser estáveis a esta alteração de pH (Tagliazucchi, Verzelloni, Bertolini, & Conte, 2010). Uma conclusão observada neste ensaio é que o máximo de extração dos compostos fenólicos ocorre a uma temperatura entre 30-35 °C - valores de temperatura perto dos observados no trato gastrointestinal (Tagliazucchi, Verzelloni, Bertolini, & Conte, 2010).

Um outro estudo investigou os potenciais efeitos da digestão nas propriedades antioxidantes de groselhas utilizando o método DPPH. _{e ORAC (Chiang, Kadouh, & Zhou,}

2013). Os resultados obtidos indicaram que a digestão aumenta a disponibilidade dos antioxidantes presentes neste fruto. Ou seja, é observado que o processo digestivo não destrói nem diminui a quantidade de antioxidantes, pelo contrário, em comparação com a quantidade de antioxidantes presentes no fruto sem ser digerido, após a sua digestão, os valores são mais elevados, ou mantêm-se (Chiang, Kadouh, & Zhou, 2013). O aumento no conteúdo em compostos antioxidantes justifica o aumento na capacidade antioxidante observada.

Assim, é observado que os estudos realizados, que englobam a simulação da digestão, apresentam resultados de atividade antioxidante diferentes consoante a matriz alimentar analisada (Chiang, Kadouh, & Zhou, 2013). Porém, apesar das diferenças

observadas antes e após a simulação da digestão gastrointestinal, de uma maneira geral, a maioria dos compostos responsáveis pelo potencial antioxidante não perde a sua atividade após o processo digestivo.

41

Conclusão

É reconhecido o efeito que a alimentação pode ter sobre a saúde, estimando-se que um grande número de doenças crónicas possa ser prevenido, fazendo uma dieta rica em vegetais, leguminosas e fruta. De entre os diferentes tipos de compostos naturais, os que possuem propriedades antioxidantes, e que se encontram presentes em alimentos, representam um tema de grande interesse pela relação destas propriedades com os possíveis efeitos benéficos na saúde. Neste âmbito, os compostos fenólicos situam-se entre os mais estudados contendo atividade antioxidante comprovada em diversos sistemas. Encontram-se entre as substâncias bioativas terapeuticamente mais úteis e potentes e que constituem uma porção significativa da dieta humana.

No entanto para que estes compostos possam exercer as suas propriedades no organismo humano têm de passar pelo processo digestivo e ficar bioacessíveis e/ou potencialmente biodisponíveis, sendo pertinente compreender o efeito do processo digestivo nas propriedades antioxidantes de alimentos funcionais. Foi este o objetivo do presente estudo.

A digestão pode transformar os compostos fenólicos em diferentes formas estruturais, sendo que estas diferenças podem originar resultados de atividade antioxidante distintos.

Não existe um método universal para a determinação da atividade antioxidante, por esta poder ser exercida através de diferentes mecanismos, recorrendo-se, assim, por norma a diversos ensaios, de forma a abranger diversos mecanismos de ação antioxidante. Quando é efetuada a avaliação da atividade antioxidante de alimentos, não são todos os estudos que consideram a influência da digestão nesta propriedade, o que pode representar uma lacuna nesses estudos. Quando o processo digestivo é considerado, recorre-se a modelos de simulação da digestão in vitro e/ou ensaios in vivo.

A simulação da digestão in vitro é avaliada por diferentes modelos, o que origina resultados pouco correlacionáveis entre os diversos estudos realizados. Adicionalmente, nenhum deles é ainda amplamente aceite, surgindo assim a necessidade do desenvolvimento de modelos de digestão padronizados, contemplando fatores como o conteúdo enzimático, tensões mecânicas aplicadas e tempos de digestão para cada etapa, entre diversos outros factores, bem definidos. Adicionalmente existem outros fatores a considerar como, a complexidade e grande variabilidade individual do processo digestivo, o facto de que cada amostra exibe diferentes características, contendo diversos compostos fenólicos presentes em diferentes quantidades, bem como se esses alimentos estão a ser ingeridos sozinhos, ou como parte de uma refeição. Todos estes fatores vão influenciar a

42

atividade antioxidante da amostra.

As próprias condições de digestão in vivo são muito variáveis. Como exemplo desta variação temos o tempo de digestão que depende das características individuais (idade, sexo, estado patológico, estados de jejum etc.), bem como a variabilidade dos próprios alimentos (características da matriz alimentar ingerida, como estar no estado sólido ou liquido, quantidade total, tamanho das partículas, etc.). Desta forma, a digestão in vitro nunca poderá reproduzir exatamente aquilo que acontece in vivo, podendo, no entanto, fornecer uma ideia aproximada e útil.

Assim, várias investigações têm utilizado métodos de simulação da digestão in vitro para analisar mudanças estruturais, biodisponibilidade e digestibilidade dos alimentos, indicando que estes modelos são ferramentas comuns e úteis para análise de alimentos. Continuando, no entanto, a serem observadas algumas diferenças entre os resultados obtidos in vitro e in vivo.

Na verdade a correlação in vitro-in vivo é um fator muito importante e há claramente necessidade urgente de mais pesquisas sobre este tema de forma a desenvolver sistemas bem definidos e mais realistas de modelos de simulação da digestão in vitro para avaliar a biodisponibilidade dos compostos fenólicos nos alimentos. Além disso, é necessária mais investigação para adaptar os modelos in vitro de digestão para amostras de diferentes alimentos.

No entanto, a investigação já realizada permite obter algumas conclusões. No domínio da biodisponibilidade dos compostos fenólicos foram efetuados ensaios em diversos frutos (papaia, jaca, anona, maças, groselhas, uvas, entre outros), comparando resultados da atividade antioxidante destes, antes e após a digestão.

A maioria destes estudos considera a atividade antioxidante nativa das matrizes alimentares pela extração química dos compostos fenólicos e determinação da respetiva atividade antioxidante. Porém o teor extraído neste processo pode diferir quantitativa e qualitativamente dos que são realmente extraídos no processo digestivo, observando-se, em alguns dos ensaios já realizados uma diminuição dos compostos fenólicos quando é considerado o processo digestivo. Tal pode sugerir que a extração química pode sobrestimar a disponibilidade dos componentes ativos dos alimentos. Este facto pode, também, indicar que durante o processo digestivo, uma parte dos compostos fenólicos poder ser degradada e/ou que estes compostos podem não ser extraídos da matriz na sua totalidade. Em adição, os compostos antioxidantes podem encontrar-se tanto na sua forma livre solúvel como ligados a outros componentes, podendo ainda formar complexos com minerais dificilmente solubilizados pela digestão gastrointestinal. Adicionalmente, os resultados obtidos nestes estudos mostram que nem sempre é linear a relação entre a

43

quantidade de compostos fenólicos e a atividade antioxidante correspondente da amostra. Este facto evidencia que a atividade antioxidante observada depende do tipo de estrutura fenólica presente, ou seja, depende mais do tipo de compostos presentes do que da quantidade total. Assim, compreende-se que a extração química pode não ser o melhor método para avaliar a atividade antioxidante dos alimentos, e que o processo digestivo deve ser considerado para se alcançar resultados mais realistas.

É também observado em muitos ensaios realizados situações em que os compostos fenólicos são pouco biodisponíveis mas encontram-se bioacessíveis, podendo desempenhar um papel importante na defesa antioxidante, atuando localmente na desativação de radicais livres que se possam formar no aparelho digestivo.

Uma outra conclusão que se pode retirar através dos resultados obtidos na maioria dos ensaios é que o conteúdo em compostos fenólicos totais, flavonóides e a atividade antioxidante dos compostos digeridos aumenta significativamente durante a passagem do meio ácido do estômago para o meio alcalino intestinal, sugerindo que esta transição facilita a libertação dos compostos fenólicos da matriz alimentar em que estão inseridos, o que pode ser explicado pela mudança de pH, pelo efeito das enzimas digestivas intestinais, e/ou pelo tempo adicional de extração.

Com este trabalho pode-se também concluir que apesar de já existirem alguns estudos que incluam a influencia do processo digestivo na determinação da atividade antioxidante, ainda há muito por fazer, uma vez que os modelos in vitro disponíveis ainda estão longe de mimetizar o que ocorre in vivo. No entanto, a literatura existente, evidencia que as propriedades antioxidantes são realmente afetadas pelo processo digestivo e que, consoante a matriz alimentar em que estão incluídos, estas aumentam ou diminuem. Estas conclusões demonstram adicionalmente a relevância de se desenvolverem formas de manter as propriedades bioativas benéficas dos compostos fenólicos na situação in vivo.

44

Bibliografia

Aberoumand, A., & Deokule, S. (2008). Comparison of Phenolic Compounds of Some Edible Plants of Iran and India. Pakistan Journal of Nutrition, 582-585.

Antunes, R. B. (2012). Avaliação do efeito da digestão in vitro na capacidade antioxidante de infusões medicinais: Flor de Camomila e Flor de Laranjeira. Faculdade de

Ciências e Tecnologia e a Universidade Nova de Lisboa, 67.

Antolovich, M., Prenzler, P. D., Patsalides, E., McDonald, S., & Robards, K. (2002).

Methods for testing antioxidant activity. Wagga Wagga, Australia: The Royal Society of

Chemistry.

Balasundram, N., Sundram, K., & Samman, S. (2005). Phenolic compounds in plants and agri-industrial by-products: Antioxidant activity, occurrence, and potential uses. Food

Chemistry, 191–203 .

Barbosa, k., Bressan, j., Costa, n., Alfenas, r., Paula, s., & Minim, v. (2010). Estresse oxidativo: conceito, implicações e fatores modulatórios. Revista de Nutrição, 629-643.

Bouayed, J., & Bohn, T. (2010). Exogenous antioxidants - Double-edged swords in cellular redox state. Oxidative Medicine and Cellular Longevity, 228-237.

Bouayed, J., Hoffmann, L., & Bohn, T. (2011). Total phenolics, flavonoids, anthocyanins and antioxidant activity following simulated gastro-intestinal digestion and dialysis of apple varieties: Bioaccessibility and potential uptake. Food Chemistry, 14–21 .

Carvalho, P. G., Machado, C. M., Moretti, C. L., & Fonseca, M. E. (2006). Hortaliças como alimentos funcionais. Horticultura Brasileira, 397-404.

Cilla, A., Alegría, A., Barberá, R., & Lagarda, M. J. (2013). Foods or Bioactive Constituents of Foods as Chemopreventives in Cell Lines After Simulated Gastrointestinal Digestion: A Review. In J. A. Morales-González, Oxidative Stress and Chronic Degenerative

Diseases - A Role for Antioxidants (pp. 131-151). México: InTech.

Chiang, C.-J., Kadouh, H., & Zhou, K. (2013). Phenolic compounds and antioxidant properties of gooseberry as affected by in vitro digestion. LWT - Food Science and

Technology, 417-422.

Crowe, K. M., & Francis, C. (2013). Position of the Academy of Nutrition and Dietetics: Functional Foods. Journal of the academy of nutrition and dietetics, 1096-1103.

Dicko, M. H., Gruppen, H., Traoré, A. S., Voragen, A. G., & Berkel, W. J. (2006). Phenolic compounds and related enzymes as determinants of sorghum for food use .

Biotechnology and Molecular Biology Reviews, 21-38.

Ferreira, M. (2014). Simulação in vitro do processo digestivo de patulina em sumos de fruta. Universidade de Lisboa, 124.

45

Gülçin, I. (2012). Antioxidant activity of food constituents: an overview. Archives of

Toxicology, 345–391.

García-Alonso, J., Ros, G., Vidal-Guevara, M. L., & Periago, M. J. (2006). Acute intake of phenolic-rich juice improves antioxidant status in healthy subjects. Nutrition

Research, 330-339.

Gião, M. S., Gomes, S., Madureira, A. R., Faria, A., Pestana, D., Calhau, C., et al. (2012). Effect of in vitro digestion upon the antioxidant capacity of aqueous extracts of Agrimonia eupatoria, Rubus idaeus, Salvia sp. and Satureja montana. Food Chemistry, 761– 767 .

González-Arias, C., Marín, S., Sanchis, V., & Ramos, A. (2013). Mycotoxin bioaccessibility/absorption assessment using in vitro digestion models: a review. World

Mycotoxin Journal, 167-184.

Hur, S. J., Lim, B. O., Decker, E. A., & McClements, D. J. (2011). In vitro human digestion models for food applications. Food Chemistry, 1-12.

Hasler, C. M. (2002). Functional Foods: Benefits, Concerns and Challenges. the

journal of nutrition, 3772-3781.

Krishnaiah, D., Sarbatly, R., & Nithyanandam, R. (2011). A review of the antioxidant potential of medicinal plant species. food and bioproducts processing, 217–233.

Landete, J. M. (2012). Updated Knowledge about Polyphenols: Functions, Bioavailability, Metabolism, and Health. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 936- 948.

Lidon, F., & Silvestre, M. M. (2010). Princípios de Alimentação e Nutrição Humana. Lisboa: Escolar Editora.

Lorrain, B., Ky, s., Pechamat, L., & Teissedre, P.-L. (2013). Evolution of Analysis of Polyhenols from Grapes, Wines, and Extracts. Molecules, 1076-1100 .

Nimalaratne, L. A. (2015). Antioxidants in Chicken Egg Yolk: Effects of Cooking,

Storage and Gastrointestinal Digestion. Edmonton: University of Alberta.

Machado, H., Nagem, T. J., Peters, V. M., Fonseca, C. S., & Oliveira, T. T. (2008). Flavonóides e seu potencial terapêutico. Boletim do Centro de Biologia da Reprodução, 33- 39.

Manach, C., Scalbert, A., Morand, C., Rémésy, C., & Jiménez, L. (2004). Polyphenols: food sources and bioavailability. the american journal of clinical nutrition , 727– 747.

46

Minekus, M., Alminger, M., Alvito, P., Balance, S., Bohn, T., Bourlieu, C., et al. (2014). A standardised static in vitro digestion method suitable for food – an international consensus. The Royal Society of Chemistry, 1113–1124.

Mosca, L., Marcellini, S., Perluigi, M., Mastroiacovo, P., Moretti, S., Famularo, G., et al. (2002). Modulation of apoptosis and improved redox metabolism with the use of a new antioxidant formula. Biochemical Pharmacology, 1305-1314.

Moraes, F. P., & Colla, L. M. (2006). Alimentos funcionais e nutracêuticos: definições, legislação e benefícios à saúde. Revista Eletrônica de Farmácia, pp. 109-122.

Pavan, V., Sancho, R. A., & Pastore, G. M. (2014). The effect of in vitro digestion on the antioxidant activity of fruit extracts (Carica papaya, Artocarpus heterophillus and Annona marcgravii). LWT - Food Science and Technology, 1247e1251.

Prates, J. A., & Mateus, C. M. (2002). Componentes com actividade fisiológica dos alimentos de origem animal. Revista portuguesa de ciências veterinárias, 3-12.

Sucupira, N. R., Silva, A. B., Pereira, G., & Costa, J. N. (2012). Methods for Measuring Antioxidant Activity of Fruits. UNOPAR Científica Ciências Biológicas e da Saúde, 263-269.

Santos, I. S. (2011). Avaliação do potencial antioxidante dos compostos fenólicos de

extractos de plantas da flora portuguesa. Porto: Universidade Fernando Pessoa.

Scalbert, A., & Williamson, G. (2000). Dietary Intake and Bioavailability of Polyphenols. The journal of nutrition, 2073—2085.

Selvakumar, K., Madhan, R., Srinivasan, G., & Baskar, V. (2011). Antioxidant Assays in Pharmacological Research. Asian Journal of Pharmaceutical Technology and Innovation, 99-103.

Silva, F. C., Ribeiro, R. d., & Chaves, A. C. (2009). Radicais livres e antioxidantes:

concepções e expectativas dos professores do ensino médio. Florianópolis.

Ramalho, V. C., & Jorge, N. (2006). Antioxidantes utilizados em óleos, gorduras e alimentos gordurosos. Química nova, 755-760 .

Renz, S. V. (2003). Oxidação e antioxidantes. Porto Alegre: Programa de Pós- Graduação em Ciências Veterinárias da UFRGS.

Tagliazucchi, D., Verzelloni, E., Bertolini, D., & Conte, A. (2010). In vitro bio- accessibility and antioxidant activity of grape polyphenols. Food Chemistry, 599–606.

Verhoeckx, K., Cotter, P., López-Expósito, I., Kleiveland, C., Mackie, T. L., Swiatecka, T. R., et al. (2015). The Impact of Food Bio-Actives on Gut Health - In Vitro and Ex Vivo

47

Versantvoort, C. H., Van de Kamp, E., & Rompelberg, C. J. (2004). RIVM report:

Development and applicability of an in vitro digestion model in assessing the bioaccessibility of contaminants from food. Bilthoven.

Wilkinson, S. B., Pidgeon, N., Lee, J., Pattison, C., & Lambert, N. (2015). Exploring Consumer Attitudes Towards Functional Foods. Journal of Nutraceuticals Functional &

Medical Foods , 5-28.

Yoo, Y. J., Saliba, A. J., & Prenzler, P. D. (2010). Should Red Wine Be Considered a Functional Food? Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 530-551.